中国卫星导航高精度行业发展现状分析

   2021-04-15 工业品商城205
核心提示:随着技术水平的成熟及社会对卫星导航认知度的提升,高精度卫星导航定位应用的范围持续拓宽,与其他产业的融合度不断增强。随着地理信息、安全监控、健康监测、智慧城市、精准农业等领域对卫星导航定位需求的逐渐加大,高精度卫星导航定位应用市场规模呈快速扩大趋势。  在盾构掘进期间,9号线项目部会同多名专家,运用多
        随着技术水平的成熟及社会对卫星导航认知度的提升,高精度卫星导航定位应用的范围持续拓宽,与其他产业的融合度不断增强。随着地理信息、安全监控、健康监测、智慧城市、精准农业等领域对卫星导航定位需求的逐渐加大,高精度卫星导航定位应用市场规模呈快速扩大趋势。
   在盾构掘进期间,9号线项目部会同多名专家,运用多项新科技,对沉降进行精准把控。其中,要想瞄得准,就得控制偏差。如何控制偏差呢?常规的测量手段是采用水位连通管,精度差且无法进行水平偏差测量。
高精度相关产品销售收入从2010年的11亿元人民币增长到2018年的近66亿元人民币,复合增长率达25.2%。2018年河南、广西、山东、陕西等地陆续完成了共计数百座省内北斗兼容CORS站网的升级与新建工作并成功试运行,向省内及其周边|地区播发北斗高精度信号,面向国土管理、城建规划、环境保护、地震监测、精细农业、智慧城市等提供支持。广西、四川、云南、甘肃、陕西等省都|针对地质灾害多发区域及潜在发生区域,部署了基|于北斗高精度的位移监测系统,全天候预警滑坡、泥石流、沉降、垮塌、地震、裂缝等灾害的发生,有效避免了人员伤亡,减少了灾害损失,保护了人民生命财产安全。
      近日,成都地铁9号线培风站至成都西站区间左线施工的“奋进二号”盾构机,成功从下方穿越正在运营中的地铁4号线并顺利出洞,实现了双线顺利贯通。作为成都地铁有史以来盾构施工风险最大的下穿工程之一,该项目施工中首次引入光纤陀螺仪监测管棚、特殊浆液控制沉降技术,创新中空锚杆深层注浆和精确定位控域注浆技术,最终,将掘进过程中道床的沉降值控制在了4毫米以内,成为成都地铁穿越施工中沉降值最小的穿越施工。
成都地铁9号线培成区间盾构下穿既有地铁4号线,是成都地铁有史以来盾构施工风险最大的下穿工程之一,对沉降的精准控制更是此次施工最大的技术难点。据介绍,按地铁运营标准要求,要确保4号线正常运营,必须将沉降值控制在4毫米以内,相当于2只铅笔芯直径相连的高度。
施工前,项目部引进光纤陀螺测斜仪进行管棚精度控制。据悉,这种光纤陀螺仪检测仪器测量精度可达0.1度,精度高、重量轻、测量过程便捷、输出成果快,能有效控制管棚偏差,最终确保了管棚绝对不侵入盾构掘进范围。 
  目前,高精度卫星导航定位产业的产值主要来源于产业链的中游,主要包括终端产品及解决方案两大类,其中终端主要包括应用于测绘领域的高精度GNSS接收机及地理信息系统应用的GIS数据采集,解决方案主要包括位移监测系统、机械控制系统(目前主要为精准农业农机自动导航系统)等其他应用。
   在隧道左、右线区间共计90根管棚,长度达40米,为防止管棚侵入4号线结构或9号线刀盘掘进范围,施工时必须将管棚垂直、水平偏差以及管棚角度偏差严格控制在1度范围内。为此,该项目在管棚施工采用光纤陀螺仪定向。
  从各细分领域来看,高精度GNSS接收机由于与国民经济发展及基础设施建设高度相关而保持平稳增长,GIS数据采集器市场随着行业应用范围的拓展持续快速增长。位移监测系统(主要应用于安全监控和健康监测)市场则随着国家在地质灾害监测领域及尾矿库安全的高度重视保持超过20%的年均增长。机械控制目前主要是由应用于农机的自动驾驶系统及少量的工程机械应用构成,这一细分领域在过去一年呈现爆发式的增长态势,市场销量快速增加。其他卫星导航高精度应用包括驾考驾培应用、无人机应用及三维移动测绘等。中国高精度卫星导航定位应用各细分领域市场规模。
        简单来说,光纤陀螺仪是一种以光导纤维线圈为基础的敏感元件,由激光二极管发射出的光线朝两个方向沿光导纤维传播,光传播路径的改变,决定了敏感元件的角位移。
  2016年国内高精度接收机出货量在14万台/套左右,其中国产高精度接收机约占50%;2017年国内专业高精度接收机终端出货量在14万套,国产高精度接收机销量约占50%;2018年高精度市场持续发展,国内专业高精度接收机终端出货量在16万台(套)左右,国产高精度接收机销量约占50%。
   具体来说,光纤陀螺仪的实现主要基于塞格尼克理论:当光束在一个环形的通道中前进时,如果环形通道本身具有一个转动速度,那么光线沿着通道转动的方向前进所需要的时间要比沿着这个通道转动相反的方向前进所需要的时间要多。也就是说当光学环路转动时,在不同的前进方向上,光学环路的光程相对于环路在静止时的光程都会产生变化。利用光程的变化,检测出两条光路的相位差或干涉条纹的变化,就可以测出光路旋转角速度,这便是光纤陀螺仪的工作原理。 
  根据上海产业技术研究院,2011-2015年,我国高精度GNSS接收机市场规模保持逐年增长的态势,按照国产高精度接收机销量约占50%的比重测算,2015年,我国高精度北斗接收机规模达到7.51亿元。2018年,我国高精度GNSS接收机市场规模达到18.90亿元,按照国产高精度接收机销量约占50%的比重测算,我国高精度北斗接收机规模达到9.45亿元.
  作为测量角速率的惯性器件,光纤陀螺具有精度高、无运动部件、可靠性高等特点,同时在同精度水平的传感器中价格相对较低,其应用前景十分广阔。目前,在军用领域,由于光纤陀螺仪性能优势明显,已被广泛应用,基本取代了传统机械陀螺仪。与此同时,无人机、工业建设等民用市场也逐渐成为光纤陀螺仪新的应用市场。
  中国高精度卫星导航定位产业已经形成了一个颇具基础的产业,经过近些年来的发展已经形成了华测导航与南方测绘、中海达占据国内市场超过半数以上份额的竞争格局,“华测”、“南方测绘”和“中海达”为高精度北斗/GNSS测绘领域具有影响力的三大民族品牌。市场经历了由多品牌并存发展过渡到主流品牌凸显的过程,日渐形成了目前三大品牌主导市场的格局。伴随着国产品牌产品地位的确立,中国高精度卫星导航定位产业链初步形成,国产品牌产品性价比优势逐步显现,中国本土品牌产品开始销往海外市场,在高精度卫星导航定位市场中的份额快速提升。
 
 
 
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